시리얼 통신의 기본 개념 - 1. 비트와 바이트 개념 + 전송 속도(Baud Rate)

1장: 비트와 바이트 개념 + 전송 속도(Baud Rate)

시리얼 통신을 이해하려면, 먼저 비트(Bit)와 바이트(Byte)의 개념과 전송 속도(Baud Rate) 를 정확히 이해해야 합니다.
이번 장에서는 비트와 바이트의 기본 개념을 살펴보고, 전송 속도가 데이터 통신에 어떤 영향을 미치는지 알아보겠습니다.

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1. 비트(Bit)와 바이트(Byte)의 개념

✅ 1비트(Bit)의 의미

비트(Bit)는 디지털 정보의 최소 단위이며, 0 또는 1의 값을 가질 수 있습니다.
컴퓨터와 통신 시스템에서는 모든 데이터가 비트(0과 1) 로 표현되며, 이진법(Binary) 연산을 기반으로 동작합니다.

🛠️ 예제

• 1비트 → 0 또는 1만 표현 가능
• 2비트 → 00, 01, 10, 11 (총 4가지 상태)
• 3비트 → 000 ~ 111 (총 8가지 상태)
• n비트 → 2ⁿ 개의 조합 가능

📌 즉, 비트 수가 증가할수록 표현할 수 있는 정보량도 증가합니다.

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✅ 8비트 = 1바이트, 1바이트가 표현할 수 있는 범위

컴퓨터와 대부분의 통신 시스템에서는 8개의 비트를 묶어 1바이트(Byte)로 처리합니다.
1바이트(Byte)는 256가지(2⁸ = 256) 서로 다른 값을 표현할 수 있습니다.

🛠️ 1바이트의 데이터 표현 범위

비트 수	표현할 수 있는 값
1비트	0 ~ 1 (2개)
2비트	0 ~ 3 (4개)
4비트	0 ~ 15 (16개)
8비트(1바이트)	0 ~ 255 (256개)

📌 예제 (1바이트로 표현할 수 있는 값)

• 숫자 데이터: 0 ~ 255 또는 -128 ~ 127
• ASCII 문자: 'A' → 65, 'B' → 66, 'a' → 97
• 색상 데이터 (RGB): 0~255의 값을 사용하여 색상 표현 (예: (255, 0, 0) = 빨강)

📌 바이트 수가 많아질수록 더 큰 숫자나 복잡한 데이터를 표현할 수 있습니다.

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2. 전송 속도(Baud Rate)란?

✅ Baud Rate(보드레이트)의 개념

Baud Rate(보드레이트) 란, 1초 동안 전송되는 신호의 변화 횟수를 의미합니다.
즉, Baud Rate가 높을수록 초당 더 많은 데이터를 전송할 수 있습니다.

🛠️ 예제

• 9600 Baud → 초당 9600개의 신호 변화
• 115200 Baud → 초당 115200개의 신호 변화

📌 Baud Rate가 높을수록 더 빠르게 데이터 전송이 가능하지만, 신호 간섭이나 오류 가능성도 커질 수 있습니다.

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✅ bps(bit per second)와 Baud Rate 차이

보통 "전송 속도"를 표현할 때 bps(bit per second) 단위를 사용합니다.
하지만, Baud Rate와 bps는 다릅니다.

구분	Baud Rate	bps (bit per second)
정의	초당 신호 변화 횟수	초당 실제 전송되는 비트 수
1 Baud	항상 1비트가 아닐 수도 있음	신호 변화당 여러 비트 전송 가능
예제	9600 Baud = 초당 9600 신호 변화	9600 bps = 초당 9600비트 전송

📌 Baud Rate와 bps가 동일한 경우도 있지만, 한 신호 변화당 여러 개의 비트를 전송하는 경우 bps가 Baud Rate보다 높아질 수 있습니다.

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✅ 전송 속도와 데이터 속도의 관계

전송 속도(Baud Rate)가 높다고 해서 항상 데이터를 빠르게 받을 수 있는 것은 아닙니다.
실제 데이터 전송 속도는 Start Bit, Stop Bit, Parity Bit 등 추가적인 정보도 포함되므로 Baud Rate만큼 나오지 않을 수도 있습니다.

🛠️ 예제: 9600 Baud로 8N1 데이터 프레임(8비트 데이터, No Parity, 1 Stop Bit) 전송 시

• 총 프레임 길이 = Start Bit (1) + Data Bits (8) + Stop Bit (1) = 10비트
• 9600 Baud = 초당 9600개의 신호 변화
• 초당 전송 가능한 바이트 수 = 9600 / 10 = 960 Byte/sec

📌 즉, Baud Rate가 9600이어도 실제 전송되는 데이터 속도는 960 Byte/sec(약 7.68 Kbps) 정도입니다.
📌 Baud Rate를 높이면 전송 속도도 증가하지만, 노이즈 문제와 안정성도 고려해야 합니다.

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📌 요약

✅ 비트(Bit)는 디지털 데이터의 최소 단위이며, 8비트가 모여 1바이트(Byte)를 구성한다.
✅ 1바이트는 256개의 서로 다른 값을 표현할 수 있으며, 문자, 숫자, 색상 데이터 등을 표현하는 데 사용된다.
✅ Baud Rate(보드레이트)는 초당 신호 변화 횟수를 의미하며, 전송 속도를 결정하는 중요한 요소이다.
✅ Baud Rate와 bps(bit per second)는 다를 수 있으며, 실제 데이터 전송 속도는 Start/Stop Bit 등에 영향을 받는다.

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